汽車傳統開關常見問題診斷技巧

李冬梅，鄔 娟，彭靖宇

（泛亞汽車技術中心，上海 201206）

1 傳統開關常見故障概述

汽車電子開關常見的故障有很多，為方便故障檢查和診斷，我們把問題分成幾類：①外觀開裂問題，指開關表面處理工藝或材質缺陷引起的不良，常見的有開關表面電鍍層開裂，表面油漆層脫落等問題；②功能輸出故障問題主要指開關電路性能方面的問題，如觸點不通，電路功能失效等問題；③操作卡滯問題指的是開關按壓卡滯，不回彈等問題；④操作異響問題指的是開關操作或按壓過程中有噪音，異響等問題。詳見圖1。

2 故障診斷技巧

針對傳統開關存在的故障問題，在針對不同類型的問題現象時，采取不同的方式和手段進行故障診斷，下面展開詳細論述。

2.1 外觀開裂問題的診斷

外觀問題在診斷過程中，除了通過目視檢查產品缺陷外，還需要借助一些高精度的儀器來輔助檢查，如電子顯微鏡、金相分析儀等對涂層進行精確測量，如圖2所示。

圖2 涂層測量儀器

傳統開關的外觀件一般以塑料材料為主，通常表面處理方式有皮紋、噴漆、電鍍、水轉印等處理方式。針對不同的表面處理方式，開關在材料選用和生產過程中區別差異較大，所以表面問題導致的故障也較為常見。

下例故障是一款開關外表面鍍層脫落問題。故障件的按鈕蓋表面鍍層有開裂現象，針對開裂問題我們從兩方面展開分析。一是分析開關所使用的環境進行調查，如按鍵是否因為陽光暴曬導致開裂，或是按鍵在高溫高濕環境下開裂，還有是否因為沾染化學試劑或者護手霜之類導致開裂。經過調查我們發現開關在設計之初嚴格按照客戶的DV試驗要求進行過類似的環境試驗，實驗后，開關是合格的。通過上述調查可以確認開關設計本身沒有任何缺陷。開關設計本身是符合要求的，就需要從開關制造和生產過程展開分析。二是從開關按鈕的表面處理和素材的生產制造環節去分析開關鍍層脫落的原因。

1）分析按鈕蓋表面電鍍層是否因為電鍍生產環節品質問題導致脫落；對鍍層缺陷問題通過對電鍍層厚度分析和鍍層結合力的檢測，發現鍍層厚度和結合力都符合要求，可以排除電鍍生產環節的問題。

2）分析素材注塑環節是否有缺陷導致電鍍層脫落。針對按鈕蓋注塑的問題需要考慮素材是如何導致開裂的，從兩方面展開分析：①產品本身強度不夠的導致的長期受力開裂，對于產品本身強度不夠的開裂現象是可以通過結構強度分析來排除的，此產品結構強度分析是滿足要求的。②素材內部留有殘余應力導致的開裂。可以通過材料的應力測試來診斷，拿同一批次按鈕蓋素材用冰醋酸浸泡30s，晾干檢查，發現素材表面存在應力裂紋，證明了按鈕蓋存在應力導致開裂。為驗證問題點，通過對產品注塑參數進行調整，同時注塑后進行退貨后處理，對按鈕蓋進行重新生產，用冰醋酸測試沒有發現應力裂紋。

表面開裂問題參考排查和診斷步驟如圖3所示。

圖3 表面開裂問題參考排查和診斷步驟

2.2 功能輸出故障問題的診斷

功能問題一般都是開關內部故障引起的問題，需要借助工具結合產品電路原理圖進行電路功能檢查，常用的如萬用表、兆歐表、程控電源、示波器、測試臺等工具用于檢測開關的電路功能。檢測出開關的電路問題后，再通過內部拆解來檢查分析問題。診斷步驟如圖4所示。

圖4 功能輸出故障問題的診斷步驟

下例是一款雨刮組合開關功能失效問題分析的案例。故障件現象是后雨刮噴水功能異常，我們根據產品電路圖用萬用表測試各個接線端子功能是否正常，發現某一線路存在斷開，通過內部拆解開關發現此開關手柄后雨刮PCB上銅箔被燒蝕導致電路斷開，后噴水無功能。雨刮組合開關功能失效案例如圖5所示。

圖5 雨刮組合開關功能失效案例

下例是一款按鍵開關功能失效問題分析的案例。我們通過客戶反饋左前玻璃無法正常升降，初步分析開關電路功能異常。

1）通過開關電路圖測試發現左前開關上升下降電路不通。

2）拆解按鍵開關發現左前按鍵線路板處導電盤存在不明物質的污染物。

3）為判斷是否是污染物導致的開關失效，我們通過把功能失效件污染物擦拭后重新測試開關功能正常。

4）由此判定開關失效是由線路板處導電盤存在不明物質的污染物導致功能失效。

觸點功能故障參考排查和診斷步驟如圖6所示。

圖6 觸點功能故障參考排查和診斷步驟

2.3 操作卡滯問題的診斷

開關的操作卡滯不回彈或按壓不動等機械功能故障問題。首先需要對開關外觀進行檢查，檢查開關是否因為外觀缺陷或破損引起操作異常，其次是對開關進行內部拆解，從開關內部零部件結構和運動方式來檢查分析開關的故障問題點。

下例是一款方向盤開關中間撥輪操作卡滯故障。

1）通過操作發現撥輪存在撥動不靈活，卡滯的現象，開關外觀檢查沒有問題。

2）對開關的拆解分析找出引起操作卡滯問題的幾個相關聯零部件。

3）通過對故障再現模擬的方式，分析零部件之間各種配合狀態下的操作力手感曲線變化。對比數據分析最終確定各零部件總成裝配后活動間隙變小導致卡滯現象。

卡滯問題參考排查和診斷步驟如圖7所示。

圖7 卡滯問題的排查和診斷步驟

2.4 操作異響問題的診斷

操作異響指的是在開關操作過程中，存在令人不舒服的噪音和聲響。這類問題一般是由開關的裝配間隙導致運動部件之間摩擦發出異響，或者是開關進入異物以后也會發生異響。

開關異響可參考如圖8所示方法和步驟進行排查和診斷，必要時可借助專用汽車異響聽診儀進行探測。

3 結論

圖8 開關異響排查和診斷步驟

汽車開關故障問題多樣，我們在分析問題和故障診斷時，可以按本文論述的方法進行分析，先確定開關的故障類型，再通過由外到內，由表及里，進行檢查和分析。同時在故障診斷的過程中需要綜合運用多種手段和方法去分析和識別故障。如運用CAE模擬分析，尺寸鏈計算，手工件驗證分析，DOE試驗分析，故障件再現追溯等手段。同時公司內部會建立自己的故障件問題分析流程和方法以此來提高和加快分析問題的準確率和效率，在此基礎上我們還會建立開關的故障件失效經驗庫來保證故障件問題的識別。